| Des physiciens du Laboratoire de Physique des Solides (CNRS/Université Paris-Saclay) ont mis au point une nouvelle méthode pour contrôler dynamiquement la polarisation circulaire de la lumière, en auto-assemblant des nanoparticules métalliques chirales. Ce résultat, à la croisée de la physique et de la chimie, ouvre la voie à la création de matériaux dotés de propriétés optiques inédites. |
À l’échelle nanométrique, maîtriser l’interaction entre la lumière et la matière permet d’envisager des technologies de pointe, telles que des capteurs chimiques ultra-sensibles, le stockage optique de données basé sur la polarisation, ou encore de nouveaux catalyseurs. L’une des approches les plus prometteuses repose sur le dichroïsme circulaire plasmonique (PCD) : la capacité de nanoparticules métalliques à interagir différemment avec la lumière polarisée circulairement à gauche ou à droite. Deux voies sont traditionnellement explorées : fabriquer des nanoparticules intrinsèquement chirales, possédant chacune leur propre activité optique, ou organiser des nanoparticules achirales en motifs chiraux. Ces stratégies, longtemps développées séparément, commencent aujourd’hui à être combinées afin de tirer parti à la fois de la chiralité intrinsèque et de l’organisation collective pour amplifier les réponses optiques. Le véritable défi reste toutefois de rendre ces signaux à la fois intenses et modulables en temps réel.
Dans ce travail, nous avons assemblé des nanobâtonnets d’or torsadés en structures chirales, amplifiant la réponse PCD de plus de deux ordres de grandeur par rapport aux nanobâtonnets isolés. Grâce à une technique appelée auto-assemblage induit par déplétion (DISA), nous utilisons des micelles de tensioactif pour contrôler la manière dont ces nanobâtonnets torsadés s’assemblent en solution. Les nanoparticules peuvent être assemblées et désassemblées plusieurs fois, permettant d’activer ou de désactiver la réponse optique chirale au sein du même échantillon. Le signal PCD atteint des facteurs de dissymétrie élevés, autour de 0.2, tout en se décalant en longueur d’onde en fonction des changements structuraux.
La collaboration entre les Universités de Vigo et CIC Biomagune en Espagne, l’Université d’Anvers en Belgique et l’Université Paris-Saclay démontre que DISA constitue une voie polyvalente pour construire des nanostructures chirales reconfigurables. La possibilité de contrôler en temps réel la structure et la réponse PCD dans des « métafluides » liquides ouvre de nouvelles perspectives pour les modulateurs optiques et les dispositifs de mémoire. Bien que les temps de commutation actuels, d’environ une heure, soient trop lents pour les technologies d’affichage ou de calcul optique, cette plateforme fournit une base solide pour concevoir des matériaux chiraux dynamiques capables de manipuler activement l’amplitude, la fréquence et la polarisation de la lumière. Ce travail a été publié dans la revue Chemistry of Materials.
Reference
Tunable Plasmonic Circular Dichroism of Hierarchical Chiral Assemblies
Jaime Gabriel Trazo, Andrés Serrano Freijeiro,Mikhail Mychinko, Nika Kutalia, Marianne Impéror-Clerc, Sara Bals, Luis M. Liz-Marzán, Jorge Pérez-Juste, Isabel Pastoriza Santos, and Cyrille Hamon
DOI : 10.1021/acs.chemmater.5c00909
Contact
Cyrille Hamon: cyrille.hamon@universite-paris-saclay.fr